JPS62129794A - コ−ルドトラツプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、高速増殖炉において液体金属ナトリウム（以
下ナトリウムと称す）冷却材中に含まれる不純物の除去
を目的として設置されるコールドトラップに関する。

［発明の技術的背景］ 高速増殖炉においては、祠力腐食、劣化の防止及び流路
の閉塞を防止するため、ナトリウム中に含まれる不純物
の除去を目的として、コールドトラップが設置されてい
る。

コールドトラップはナトリウム中の不純物の溶解度が温
度依存性を有し、温度が低くなるにつれ、溶解度が低下
することを利用し、ナトリウム中冷却し、ナトリウム中
に不純物の過飽和を生じさせ、不純物の捕獲部に不純物
を析出させ捕獲するもので必る。

従来のコールドトラップについて第５図から第７図を用
いて説明する。

第５図は同流型コールドトラップの例を示す縦断面図で
、容器１の上下両端にナトリウムの入口ノズル２と出口
ノズル３が取着されてあり、容器１内には上下の空間部
４．５を有して金網等のメツシュ部６が充填されている
。また容器」の外周面には全周にわたってダク１へ７か
設りられ、下部空間部５にはウェル８が挿入されている
。

ここで、ナトリ「クムは入口ノズル２から容器１内に流
入しメツシュ部６を通過して出口ノズル３から流出する
。しかして、容器１内を通過するナトリウムは、容器１
の外側仝而に口って設（）られたダク１〜７の内部を流
れるガスにより冷却される。

冷却ガスの流曇調節は、容器１の下部空間部５を６通ず
るウェル８中に設（プられた熱電対により、温度測定点
９の温度を測定し、予め設定していた温度との差により
、流■の増減を行う。ナトリウム中に含まれる不純物は
、入口ノズル２から流入した後、ダク１〜７の内部を流
れるガスにより冷却される過程で、過飽和を生じ、メツ
シュ部６に析出し捕獲される。

第６図はアニユラス型コールドトラップの例を示したも
ので、第５図と同一機能を秦する部分には同一符号を示
しである。すなわち、容器１内には下端が聞りした内筒
１０か設けられており、この内筒１０内に（まメツ９１
部６か光１眞され℃いる。

容器１と内筒１０との間には環状流路１１か形成されて
いる。このようなコールドトラップにおいては、ナトリ
ウムは容器１内に入口ノズル２から流入し、容器１と内
筒１０に囲まれた環状流路１１を下降して、下部空間部
５に至る。そして、内筒１０の下方は開［１されている
ため、流れを反転したナトリウムは、内筒］○の内部に
設置された・　金網等から成るメツシュ部６を通過し、
出１コノズル３から流出する。冷却に供するガスの流量
調節は第５図の説明と同様である。第５図の場合、すな
わら貫流型コールドトラップとの相違は、第５図の回流
型コールド１〜ラップの場合には、メツシュ部６を通過
する間にもナトリウム中冷却か行われているのに対し、
この場合、すなわら、第６図に示すアニユラス型コール
ドトラップの場合には、メツシュ部６に流入する前にす
１〜リウムの冷却が完了しているという点である。

第７図は第６図に示したアニユラス型コールドトラップ
に準じるものであるが、ナトリウム冷却方式を第６図が
容器１の外側からの冷却であったのに対し、容器１を貫
通して円周方向に分布した伝熱管１２を設（づた例であ
る。この例によれば伝熱管１２の内部を流れるカスある
いは液体（Ｎａｋ　Ｔ’７　）ににつてす１へり１クム
を冷却する−６のである。

冷却用ガスめるいは液体の流量調整および不純物捕獲に
関しては第６図と同様である。

［発明の技術的前日とその問題点］ しかしながら、このような従来のコールドトラップでは
次のような問題点があった。

第５図に示す（６流型コールドトラツプでは、ナトリウ
ムの冷却をメツシュ部６より下方でも行っているために
、温度測定点９の位置により以下の問題が生ずる。

（１）温度測定点９の位置かメツシュ部６の下端にある
場合には、冷ム［ｊカスの流量はメツシュ部６のＦ端の
湿度に含わけ調節されるため、メツシュｇｒｓ　６　Ｊ
：り下方のノトリウムはさらに冷１（Ｉされること（こ
なる。一般にコールドトラップの設定）温度は約１１０
’Ｃ〜１２０’Ｃに設定されること及びナトリウムの凝
固点か約９７°Ｃて必ることから、メツシュ部６より下
方の領域では、ナトリウム中 路が閉塞する恐れがある。

（２）温度測定点９かメツシュ部６の下端より下方にあ
る場合には、メツシュ部６つまり不純物捕獲部において
、設定温度にまでナトリウム温度か低モしないため、不
純物捕獲性能か悪くなる。

また第６図に示すアニユラス型コールドトラップにおい
ても、プ用−リウムの冷却をメツシュ部６より下方で行
っているため、以下の問題が生ずる。

（３）温度測定点９の位置がメツシュ部６の下端にある
場合には、冷ム１１ガスの流量はメツシュ部下端の温度
に合わせ調節されるため、メツシュ部６より下方のナト
リウムはさらに冷却されることになり、上記と同様この
部分でプ゛１〜リウムの固化が生じる恐れかある。この
型式では、それににる流路の閉塞はないが、コールドト
ラップ内部のす１〜リウムドレン（排出）用のノズルが
この部分に存在するため、（図示Ｕず）この領域のナト
リウムが固化していると、緊急時のナトリウムドレンか
行えなくなる恐れが必る。

（４）温度測定点９の位置が、メツシュ部６の下端より
下方にある場合には、メツシュ部６に流入するプ用−リ
ウム温度が設定温度より高くなり不純物捕獲性能が悪く
なる。

なお、第７図の場合の問題点は第６図の場合と同様でお
る。

［発明の目的］ 本発明は、Ｌ記の問題点を解決するためになされたもの
であり、コールドトラップのナトリウム冷ムＩｊ用のガ
スあるいは液体の流量を調整するための温度測定点の如
何によらず、コールドトラップの性能をα〔保し、また
す（・リウムの固化を防止し、プラントの健全な運転を
行えるようなコールドトラップを供覆ることを目的とす
る。

［発明の概要１ 本発明は、上記の目的を達成するために、ナトリウムの
冷却の領域をメツシュ部下端、ずなわら、貫流型におい
てはメツシュ部通過点、アニユラス型においてはメツシ
ュ部流入点までに制限ザることにあり、その構成は液体
金属の流出入ノズルを有する容器と、この容器内に充填
された金網等から成るメツシュ部と、前記容器の外面か
ら前記液体金属を冷却するためのダクトとを具備したコ
ールドトラップにおいて、前記ダクトは前記メツシュ部
の下端位置から前記容器の上端までにわたって設けられ
ていることを特徴とするコールドトラップである。

［発明の実施例］ 次に本発明に係るコールドトラップの第１の実施例を第
１図を用いて説明する。第１図は本発明による貫流型コ
ールドトラップを示す断面図で必る。

第１図において、コールドトラップの塁本的構造はダク
ト１３を除き第５図に示したコールドトラップと同様で
ある。すなわち第１図ではダクト１３の下端はメツシュ
部６の下端の位置よりも上方に設置されている。その他
の部分の説明は第５図と同様なのでその説明を省略する
。

このようなコールド１へラップにおいては、ナトリウム
の冷却は、ダクト１３の下端位置までで完了し、それよ
り下方のナトリウムは冷却されず等温となる。従って温
度測定点９の位置はメツシュ部６の下端より下方であれ
ばどこであっても測定温度に差がなく、メツシュ部６に
あける不純物捕獲は設定温度で期待している性能が出る
。また、メツシュ部６より下方でのす１〜リウムの固化
が防止できる。

なお、容器１の外側から冷却する型式のコールドトラッ
プでは、容器１の板厚が大きいため熱抵抗が大きい。こ
のため、この型式の＝１−ルビ１〜ラツプには、第１図
中破線で示すように容器１の外側にフィン１４を設け、
電熱面積の増加を図るのが一般的である。このような場
合には、フィン１４のある部分と、ない部分での熱伝達
量の差から、フィン１４のみをメツシュ部６の下端位置
より上方としてもよい。これによっても前記と同様の作
用、効果か１−７られる。

次に、本発明の第２の実施例を第２図を用いて説明する
。第２図は、本発明によるアニユラス型コールドトラッ
プを示す断面図である。

第２図において、コールドトラップの基本的溝造は、ダ
クト１３を除ぎ第６図と同様でおる。ダクト１３の下端
は、メツシュ部６の下端位置よりもやや上方に設置され
ている。

このような］−ルドトラップにおいては、容器１と内筒
１０で囲まれた環状流路１１を流下するす；〜リウムの
冷却はメツシュ部６の下端位置までに完了し、それより
下方のナトリウムは冷却されず等温となる。従って、温
度測定点９の位置はメツシュ部６の下端：より下方であ
ればどこで必っても測定温度に差がなく、メツシュ部６
に流入するナトリウムの温度は設定温度となるため、期
待する不純物捕獲性能が１′；Ｉられる。また、メツシ
ュ部６より下方でのナトリウムの固化を防止できる。

なあ、容器１の外面にフィンを設ける場合には、第１図
中破線で示したものと同様、フィンの下端位置をメツシ
ュ部６の下端より上方とすればよい。

次に、本発明の第３の実施例を第３図を用いて説明Ｊる
。第３図はナトリウムの冷ム［ｊを伝熱管中を流れるカ
スあるいは液体により行うアニユラス型コールドトラッ
プを示す断面図て必る。

第３図において、コール１〜１〜ラツプの基本的構造は
、伝熱管１５を除き第７図と同様である。第７図との相
違は、伝熱管１５を下方で下部ヘッダ１６でまとめ、こ
の下部ヘッダ１６から容器１を側面から管１７により貫
通し、かつ１′：部ヘッダ１６の位置かメツシュ部６の
下端よりギン゛＼ｂ上方に位置していることにある。

このＪ、うに構成されるコールドトラップの作用、効果
は、第２図のコールドトラップで得られる作用、効果（
前記の通り）と同様でおる。

次に、本発明の第４の実施例を第４図を用いて説明りる
。第４図はナトリウム冷ム［１用の伝熱管にＵ字管を用
いたアニユラス型コールドトラップを示す…１面図であ
る。

第４図において、コールドトラップの基本構造は、Ｕ字
状伝熱管１８．１Ｂを除き第７図と同様である。第７図
との相違は、第７図における伝熱管１２の代りにＵ字状
伝熱管１８を使用し、冷却用のガスあるいは、液体を容
器１の上面から流入し、再び容器１の上面から流出ざＶ
る４１４成としたこと、及び、Ｕ字状伝熱管１８の下端
をメツシュ部６の下端よりもやや上方となるように設置
したことでおる。

このように構成されるコールドトラップの作用、効果は
、第２図のコールドトラップで得られる作用、効果と同
様である。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、コールドトラップ
の冷却用ガスあるいは液体の流帛調節を行うための温度
測定位置の如何にかかわらず、ナトリウム中の不純物を
捕獲するメツシュ部へのナトリウムの流入温度あるいは
メツシュ部からの流出温度を設定温度に等しくすること
が可能で、コールドトラップの不純物捕獲性能か設計値
通りｊｑられる。また、ナトリウムの固化の恐れもなく
なるため、プラント運用上の信頼性が向上する。

なお、本発明の実施１９すては液体金属としてナトリウ
ムを１９１１に説明したか、ナトリウム以外の液体金属
にｂ適用できることはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図までは本発明に係るコールドトラップ
の各々の実施１９すを示す縦断面図、第５図から第７図
までは従来の］−ルトトラップをそれぞれ示ず３．征断
面図である。 ］・・・・・・・・パ容２９ ２・・・・・・・・・入口ノズル ３・・・・・・・・・出ロノス′ル ４・・・・・・・・・上部空間部 ５・・・・・・・・・下部空間部 ６・・・・・・・・・メツシュ部 ７・・・・・・・・・ダクト（従来） ８・・・・・・・・・ｒンエル ９・・・・・・・・・’（：；ａ　Ｉ哀測定点１０・・
・・・・内筒 １１・・・・・・環状流路 １２・・・・・・伝熱管 １３・・・・・・ダクト（本発明） １４・・・・・・フィン １５・・・・・・伝熱管 １６・・・・・・下部ヘッダ １７・・・・・・管 １８・・・・・・Ｕ字状伝熱管 出願人　　　　　　株式会社　東芝 代理人　弁理士　　須　山　佐　− 第１図 す 第２− す 第３図 ｂ 第６図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）液体金属の流出入ノズルを有する容器と、この容
   器内に充填された金網等からなるメッシュ部と、前記容
   器の外面から前記液体金属を冷却するためのダクトとを
   具備したコールドトラップにおいて、前記ダクトは前記
   メッシュ部の下端位置から前記容器の上端までにわたっ
   て設けられていることを特徴とするコールドトラップ。
2. （２）前記容器内には下端が開口した内筒が設けられ、
   かつこの内筒内に金網等からなるメッシュ部が充填され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のコ
   ールドトラップ。
3. （３）前記容器内筒との間には前記液体金属を冷却する
   ための複数の伝熱管が設けられていることを特徴とする
   特許請求の範囲第２項記載のコールドトラップ。